Mitochondrie

Les mitochondries sont des organites bimembranaires des cellules eucaryotes aérobies. D’une taille comprise entre 0,5 et 1 µm, ces organites possèdent un chromosome circulaire et une machinerie de traduction permettant la synthèse d’une partie des protéines mitochondriales ainsi que la réplication de leur ADN : ce sont des organites semi-autonomes.

Ces organites permettent la respiration cellulaire, c’est-à-dire la synthèse d’ATP par oxydation complète de molécules carbonées comme les glucides, les lipides ou les acides aminés.
La matrice mitochondriale est le lieu du cycle de Krebs, un cycle d’oxydation de l’acétyl-coA en dioxyde de carbone à l’origine de la synthèse d’un GTP, et de coenzymes réduits (1 FADH2 et 3 NADH, H+). Ces coenzymes sont réoxydés dans des chaînes respiratoires présentes dans la membrane interne mitochondriale, au niveau des crêtes. Cette chaîne respiratoire est constituée de 4 complexes enzymatiques qui agissent comme des complexes d’oxydoréduction. Ils permettent un couplage chimioosmotique, le transfert des électrons selon les potentiels d’oxydoréduction croissants permet la translocation de protons de la matrice vers l’espace intermembranaire mitochondrial. Les électrons permettent une réduction du dioxygène, accepteur final d’électrons, en eau. Le gradient de proton généré est à l’origine d’une force proto-motrice, utilisé par l’ATP synthase lors de la régénération d’ATP par couplage osmochimique. Cette production d’ATP dans les chaînes respiratoires est nommée phosphorylation oxydative.

L’acétylcoA est un carrefour métabolique produit aussi bien par le catabolisme des glucides ou des acides aminés que des acides gras. La biosynthèse de l’acétylcoA à partir d’acylcoA a également lieu dans la matrice mitochondriale : c’est l’hélice de Lynen, ensemble de bêta-oxydations permettant à chaque tour d’hélice la génération d’un acétylcoA, d’un $\rm NADH,H^+$ et d’un $\rm FADH_2$.

Le cycle de Krebs est aussi un moyen de générer de nombreux précurseurs de voies anaboliques, comme la production de malate, permettant la néoglucogenèse, ou d’alpha-cétoglutarate, permettant la synthèse d’acides aminés.

En dehors de ce rôle énergétique, les mitochondries jouent un rôle dans le contrôle de l’apoptose.